大脑的学习能力源自“可塑性”，即神经元不断编辑和重塑与其他神经元之间形成的微小连接，即突触，以形成回路。为了研究可塑性，神经科学家试图在整个细胞内以高分辨率追踪它，但可塑性不会等待慢速显微镜跟上速度，而脑组织以散射光线和使图像模糊而闻名。

在《科学报告》的一篇论文中，麻省理工学院的工程师和神经科学家合作描述了一种用于快速、清晰、频繁地对活体大脑进行成像的新型显微镜系统。

该系统名为“多线正交扫描时间聚焦”(mosTF)，其工作原理是利用垂直方向的光线扫描脑组织。与其他依赖“双光子显微镜”的活体脑成像系统一样，这种扫描光“激发”脑细胞的光子发射，这些脑细胞经过设计，在受到刺激时会发出荧光。

经过团队的测试，新系统比逐点扫描的双光子显微镜快八倍，并且信号背景比(衡量生成的图像清晰度的指标)比仅在一个方向扫描的双光子系统高四倍。

“追踪活体大脑中电路结构的快速变化仍然是一个挑战，”共同作者、皮考尔学习与记忆研究所和麻省理工学院生物学和大脑与认知科学系的威廉 R. (1964) 和琳达 R. 杨神经科学教授埃莉·内迪维 (Elly Nedivi) 说。

“虽然双光子显微镜是唯一能够高分辨率可视化大脑等散射组织深处突触的方法，但所需的逐点扫描在机械上很慢。mosTF 系统在不牺牲分辨率的情况下显著缩短了扫描时间。”